[发明专利]电路基板以及液体喷出装置

说明书

本申请是佳能株式会社于2004年3月30日递交的、申请号为200410031500.8、发明名称为“电路基板的制造方法和电路基板以及液体喷出装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及设置了多个发热元件的电路基板及其制造方法。特别是涉及利用发热元件将电能变换为热能并利用该热能喷出液体的液体喷出装置用的电路基板及其制造方法。

背景技术

以下，以喷墨头为例，说明现有电路基板的制造方法。

在喷墨记录装置中，可通过将墨水作为微小的液滴从喷出口喷出到被记录构件上来记录图像。如果说明其原理，则利用发热元件将电能变换为热能并利用该热能在墨水中产生气泡。利用该气泡的作用，从处于液体喷出头的前端部的喷出口喷出液滴，使墨水附着于被记录构件上来记录图像。因而，这样的液体喷出头具有设置了多个将电能变换为热能的发热元件的电路基板。

具体地说，在绝缘性表面上形成了电阻层、电极材料层后，除去电极材料层的一部分以形成一对电极，该电极之间成为发热部。其后，形成保护该电阻层、电极材料层使之与墨水分离用的保护层和保护保护层使之免受伴随发热的化学或物理损伤的耐气蚀膜。

在这样的结构中，有时用于形成发热部的电极的边缘部的台阶覆盖性变差。在图7中示意性地示出了该情况。在Si基板上的SiO₂氧化层61上形成了TaSiN等电阻层62。在电阻层62上例如有Al布线层63，但在一部分上存在没有Al的部分。没有Al的部分是发热元件的发热部64。在这些部分上形成了用于保护这些部分使之与墨水分离的P-SiN(用等离子体CVD形成的SiN膜)等构成的保护层65和保护保护层65使之免受伴随发热的化学或物理损伤的由Ta等构成的耐气蚀膜66。

液体喷出装置用的电路基板以高密度具有多个上述那样的发热元件，可进行图像的记录。而且，各发热元件分别与对流过发热元件的电流进行通断控制的功率晶体管(未图示)串联地连接。此外，在电路基板上形成喷出口，成为液体喷出装置。

为了解决上述的问题，如在特开平4-320849号公报及特开平4-320850号公报中公开的那样，开发了使发热元件具有的一对电极的边缘部具有锥形形状的方法。

利用该方法，即使在发热元件具有的一对电极的边缘部中也可改善保护层和耐气蚀膜的覆盖性。以下，说明包含发热元件具有的一对电极的锥形形状部分的形成方法在内的电路基板的制造方法。

在图6中示出电路基板的制造工艺，在图5A中示出所制造的电路基板的发热元件周边的剖面图。首先，使用Si晶片作为基板，在其上利用热氧化处理形成了厚度为几μm的SiO₂氧化层41。在其上利用溅射法形成厚度约为50nm的TaSiN等的电阻材料层。其后，例如以约200nm的膜厚对Al进行成膜以形成电极材料层。在其上形成抗蚀剂层(I)，在进行了构图后，使用RIE等，对Al和电阻材料层进行干法刻蚀，进行元件隔离，形成布线43和电阻层42。在利用O₂的灰化除去了抗蚀剂层(I)后，形成抗蚀剂层(II)，在实施了构图后，利用湿法刻蚀除去成为发热元件的电阻部44的那部分Al。此时，通过使用以四甲基氢氧化铵(以下，称为TMAH)为主要成分的有机碱性刻蚀液或以磷酸为主要成分的酸刻蚀液作为湿法刻蚀液，由于一边使抗蚀剂层(II)的端部被刻蚀而后退、一边刻蚀Al，故所形成的一对电极的边缘部成为锥形形状。其次，利用等离子体CVD法对由膜厚约为300nm的SiN构成的保护层45进行成膜，利用溅射法对Ta膜46进行成膜。通过利用干法刻蚀除去Ta膜46的不需要的部分，成为电路基板。

但是，近年来，印刷的高精细化得到了进一步的发展，每一次的墨水喷出量逐渐减少到几十pl至几pl。此外，也强烈地要求印刷的进一步高速化，为了减少液体喷出头的往复移动，正在谋求加长电路基板的长度。因此，一个电路基板的发热元件数从几百个增加到几千个。在这样的状况下，即使在成为上述锥形形状的一对电极的形成方法中，在该锥形形状中也引起少量的起伏，产生了一部分发热元件上的保护层和耐气蚀膜的覆盖性变差的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供发热元件上的保护层和耐气蚀膜的覆盖性良好且在耐久性方面良好的液体喷出装置用的电路基板及其制造方法。